高速铁路中LTE下行信道估计技术的研究

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1、劣臻交硕士学位论文高速铁路中LTE下行信道估计技术的研究ChannelEstimationforLTEDownlinkinHigh--speedRailwayEnvironment作者：冯岩导师：许荣涛北京交通大学2013年3月中图分类号：TN929．5UDC：621．39学校代码：10004密级：公开lIIIIIItllllltUlIIIIJllIIIIIY2427800北京交通大学硕士学位论文高速铁路中LTE下行信道估计技术的研究channelEstimationforLTEDownlinkinHi

2、gh—speedRailwayEnvironment作者姓名：冯岩导师姓名：许荣涛学号：10120083职称：副教授学位类别：工学学位级别：硕士学科专业：通信与信息系统研究方向：个人无线通信与宽带通信北京交通大学2013年3月致谢本文的工作是在导师许荣涛副教授的悉心指导下完成的，许老师的严谨的治学态度和精益求精的工作作风给了我极大的帮助和影响。从课题的选题到论文的最终完成，许老师一直给予我细心的指导和鼓励，对我的科研工作和论文的写作提出了很多宝贵的意见。每当在我研究工作遇到困难时，许老师都会及时帮助我理

3、清头绪，解决问题，指明下一步的研究方向。在此谨向许老师表示我最诚挚的感谢!在此期间，钟章队教授对我们在实验室的学习和科研工作也给予了极大关怀和鼓舞，还有陈霞老师和王公仆老师的耐心的指导和孜孜不倦的教诲，无论是在学习中还是生活中都给了我们极大的帮助，使我们不但能出色的完成实验室的工作，同时在生活上、思想上也收获颇多，是他们那专业的学术和积极的生活态度一直深深的感染我，在此表示由衷的谢意。同时，还要感谢我实验室的同学们、战友们的帮助与支持，他们的热情和团结使我克服了很多困难，在此也要向他们表达我的感激之情。

4、另外，也要感谢我的家人，是你们的理解和关怀让我能够在学校专心完成我的学业。最后祝愿我所有的老师、同学、朋友和亲人永远幸福健康，开心快乐!中文摘要中又}两要摘要：近年来，高速铁路以其超大的运载能力，不断提升的运行速度，以及较高的运输效率等明显的优势正迅猛的发展着，但速度的大幅提升对铁路通信系统信息传递的及时性可靠性提出了更高的要求。随着移动通信的蓬勃发展，3GPP提出了长期演进(LongTermEvolution，LTE)技术，以实现3G技术向B3G和4G技术的平滑过渡，3GPP的LTE标准具有更高的数据

5、速率、更低的系统时延、更大的系统容量以及更广的覆盖范围等优点，受到了世界上绝大多数的运营商的青睐，已经被公认为是未来一段时间移动通信系统发展的必然趋势。所以，将LTE系统应用于高速铁路环境中，能够更好地满足铁路通信的需求。这样一来，在这种高速铁路环境中，如何进行准确的信道估计，使接收端能够正确的检测信号，成为了目前科学研究的重中之重。在无线通信环境中，信道是随着时间不断变化的，尤其是在高铁这种用户速度相对较高的环境中，信道变化更加剧烈，同时发送端和接收端相对较大的运动速度会引起更大的多普勒频移，所以若想

6、满足用户对通信质量的需求，在接收端对发送数据进行可靠的检测，我们需要获得更加准确的信道信息。因此，本文主要针对高速铁路环境中，LTE系统下行信道估计算法进行分析研究。文中首先讨论了LTE物理层及相关技术，接着对无线通信系统中最具挑战之一的无线信道进行分析，分析了无线信道的多径效应和多普勒频移效应，以及由他们引起的衰落特性扩展特性等，同时还深入探讨了LTE标准中定义的各种信道场景，尤其是WINNERII无线信道模型的相关内容。本文的重点章节是第四章LTE系统下行信道估计技术。在第四章中，首先对几种比较重要

7、的信道估计估计算法进行了分析，其中包括LS信道估计算法，LMMSE信道估计算法以及相应改进算法等。随后又提出一种结合ICI干扰消除的改进算法，在该算法中引入了一种线性信道模型来模拟快变的无线信道，这样使得信道信息的估计更具体化。最后，本文在LTE标准的WINNERII信道下进行了链路级性能仿真，仿真的结果表明，本文提出的改进算法的信道估计误差更小，性能更好，同时进行ICI干扰消除之后，可进一步减小误差，使接收到的信号更加准确。在研究过程中我们可以看到，若要满足高速铁路用户对信号质量的更高要求，信道估计算

8、法在估计精度上还是有提高的空间的，所以还需要我们在以后的工作1喵艘!～关键词：高速铁路，LTE标准，信道估计，干扰消除分类号：TN929．5ABSTRACTABSTRACT：Inrecentyears，nighspeedrailwayhasbeendevelopingrapidlywithultra-highcarryingcapacity,higherspeedandhighertransportefficiency．Butasspeed